资源描述
湖北省鄂州市吴都中学2026年高三物理试题4月仿真模拟联考试题
考生须知:
1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示,一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮,一端挂一水平托盘,另一端被托盘上的人拉住,滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60kg,托盘的质量为20kg,取g=10m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动,则当人的拉力与自身所受重力大小相等时,人与托盘的加速度大小为( )
A.5m/s2 B.6m/s2 C.7.5m/s2 D.8m/s2
2、2018年5月17日,我国发布了《电动自行车安全技术规范》同家标准,并于2019年4月15日起正式执行。某电动自行车在平直的实验公路上先匀速运动,从t=0时刻开始进行电动自行车刹车实验,以检验该性能是否符合国家标准,通过传感器在电脑上自动描绘出其图像如图所示。则下列分析正确的是
A.刚要刹车时车的速度为15 m/s
B.刹车加速度大小为2.5 m/s2
C.刹车过程的位移为10 m
D.刹车前l s和最后1 s通过的位移比为5:1
3、如图所示,图甲是旋转磁极式交流发电机简化图,其矩形线圈在匀强磁场中不动,线圈匝数为10匝,内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(O′O沿水平方向)匀速转动,线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,电阻R1=R2=8Ω。电流表示数为1A。则下列说法不正确的是( )
A.abcd线圈在图甲所在的面为非中性面
B.发电机产生的电动势的最大值为10V
C.电压表的示数为10V
D.发电机线圈的电阻为4Ω
4、如图所示为某住宅区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计,它可绕水平轴OO/在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动。矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,R0表示输电线的电阻。以线圈平面在中性面为计时起点,下列判断正确的是( )
A.若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值为零
B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为
C.当滑动触头P向下移动时,变压器原线圈两端的电压不变
D.当用户数目增多时,电路中的电流变小,用户得到的电压变小
5、在人类太空征服史中,让人类遗憾的是“太空加油站”的缺乏。当通信卫星轨道校正能源耗尽的时候,它的生命就走到了尽头,有很多成了太空垃圾。如今“轨道康复者”是救助此类卫星的新型太空航天器,图甲是“轨道康复者”航天器在给太空中“垃圾”卫星补充能源,可简化为图乙所示的模型,让“轨道康复者”N对已偏离原来正常工作轨道的卫星M进行校正,则( )
A.“轨道康复者”N从图乙所示轨道上加速,与卫星M对接补充能源后开动M上的小发动机向前喷气,能校正卫星M到较低的轨道运行
B.让M降低到N所在轨道上,补充能源后再开启卫星M上的小发动机校正
C.在图乙中M的动能一定小于N的动能
D.在图乙中,M、N和地球球心三者不可能处在同一直线上
6、如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力
A.方向向左,大小不变
B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变
D.方向向右,逐渐减小
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图,竖直放置的光滑圆弧型轨道,O为圆心,AOB为沿水平方向的直径,AB=2R。在A点以初速度v0沿AB方向平抛一小球a,若v0不同,则小球a平抛运动轨迹也不同.则关于小球在空中的运动,下列说法中正确的是
A.v0越大,小球a位移越大
B.v 0越大,小球a空中运动时间越长
C.若v 0=,小球a动能增加量最大
D.若v 0=,小球a末动能最大
8、如图所示,匀强电场中有一个与电场线平行的平面,平面中有一个直角三角形MNQ,其中,,QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e,把电子从M点移动至Q点,电场力做正功,大小为eU。把电子从Q点移动至N点,电场力做负功,大小为。则该电场的电场强度( )
A.方向由M向Q B.大小为 C.方向由Q向N D.大小为
9、如图所示,一束红光从空气射向折射率n=种玻璃的表面,其中i为入射角,则下列说法正确的是( )
A.当i=45°时会发生全反射现象
B.无论入射角i为多大,折射角r都不会超过45°
C.当入射角的正切值tani=,反射光线与折射光线恰好相互垂直
D.光从空气射入玻璃,速度减小
E.若将入射光换成紫光,则在同样入射角i的情况下,折射角r将变大
10、如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图象可能正确的有
A. B.
C. D.
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)图甲是某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验初始时刻的装置状态图,图乙是该同学得到一条用打点计时器打下的纸带。
(1)写出图甲中错误的地方__________________________。(至少写出两点)
(2)图甲中所示打点计时器应该用以下哪种电源___________。
A.交流4~6V B.交流220V
C.直流4~6V D.直流220V
(3)为完成“探究加速度与力、质量的关系”实验,除了图甲中装置外,还需要用到以下哪些装置___________。
A. B.
C. D.
(4)该装置还可用于以下哪些实验_____________。
A.探究小车速度随时间变化的规律实验
B.用打点计时器测速度实验
C.研究平抛运动的实验
D.探究做功与物体速度变化的关系实验
(5)图乙是打点计时器打出的点,请读出C点对应的刻度为___________cm,已知打点计时器的频率为50Hz,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度vC=_______m/s,由此纸带测得小车的加速度为a=______m/s2(最后两空计算结果均保留到小数点后面两位数字)。
12.(12分)某实验室欲将电流表改装为两用电表:欧姆表:中央刻度为30的“×l0”档;电压表:量程0~6V。
A.干电池组(E=3.0 V)
B.电流表A1(量程0~10mA,内阻为100Ω)
C.电流表A2(量程0~0.6A,内阻为0.2Ω)
D.滑动变阻器R1(0~300Ω)
E.滑动变阻器R2(0~30Ω)
F.定值电阻R3(10Ω)
G.定值电阻R4(500Ω)
H.单刀双掷开关S,一对表笔及若干导线
(1)图中A为_______(填“红”或“黑”)表笔,测量电阻时应将开关S扳向______(填“l”或“2”)。
(2)电流表应选用__________ (填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选用__________(填“R1”或“R2”),定值电阻R应选__________(填“R3”或“R4”)。
(3)在正确选用器材的情况下,正确连接好实验电路,若电流表满偏电流为Ig,则电阻刻度盘上指针指在处所对应的阻值__________Ω。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=固定,导轨间距离为L=1m,电阻不计,一个阻值为R=0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内,有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l=0.5m的轻质绝缘硬杆相连,在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触,金属杆长度均为L、质量均为m=0.5kg、电阻均为r=0.6Ω,将两杆由静止释放,当杆M进入磁场后,两杆恰好匀速下滑,取g=10 m/s2。求:
(1)杆M进入磁场时杆的速度;
(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小;
(3)杆M出磁场时,杆已匀速运动,求此时电阻R上已经产生的热量。
14.(16分)如图所示,横截面为半圆形的玻璃砖,在其直径上A点嵌入一个单色点光源,已知,玻璃对该单色光的折射率n=2,求:
(1)该单色光在玻璃和空气界面发生全反射时的临界角C;
(2)图中横截面半圆弧上单色光无法射出的部分所对应的圆心角。
15.(12分)将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上,改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压。极板下方三角形ABC区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,其中∠B=、∠C=,底边AB平行于极板,长度为L,磁感应强度大小为B。一粒子源O位于平行板电容器中间位置,可产生无初速度、电荷量为+q的粒子,在粒子源正下方的极板上开一小孔F,OFC在同一直线上且垂直于极板。已知电源电动势为E,内阻忽略不计,滑动变阻器电阻最大值为R,粒子重力不计,求:
(1)当滑动变阻器滑片调节到正中央时,粒子从小孔F射出的速度;
(2)调整两极板间电压,粒子可从AB边射出。若使粒子从三角形直角边射出且距离C点最远,两极板间所加电压应是多少。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
设人的质量为M,则轻绳的拉力大小
T=Mg
设托盘的质量为m,对人和托盘,根据牛顿第二定律有
2T一(M+m)g=(M+m)a
解得
a=5m/s2
故选A。
2、C
【解析】
AB.自行车做匀减速直线运动:
整理形式:
根据图像可知:;
又根据图中斜率求解加速度:
解得:,AB错误;
C.自行车匀减速至0,逆过程视为初速度为0的匀加速直线运动,根据:
解得刹车时间:,根据:
解得:,C正确;
D.刹车最后通过的位移:
刹车前通过的位移:
刹车前l s和最后1 s通过的位移比为3:1,D错误。
故选C。
3、C
【解析】
A.线圈位于中性面时,磁通量最大,由图甲可知,此时的磁通量最小,为峰值面,故A正确不符合题意;
B.由图乙知
,
角速度为
电动势的最大值
故B正确不符合题意;
C.根据欧姆定律以及变压器原副线圈电压关系的
,
解得U1=8V,故C错误符合题意;
D.由闭合电路的欧姆定律得
解得
r=4Ω
故D正确不符合题意。
故选C。
4、C
【解析】
A.当线圈与磁场平行时,感应电流最大,故A错误;
B.从中性面开始计时,发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为
故B错误;
C.当滑动触头P向下移动时,输出电压变小,但变压器原线圈两端的电压将不变,故C正确;
D.当用户数目增多时,电路总电阻变小,电路中的电流变大,则输电线上电阻的电压增大,用户得到的电压变小,故D错误。
故选C。
5、A
【解析】
A.开动M上的小发动机向前喷气,可使卫星M减速,速度减小,所需的向心力减小,卫星M做向心运动,则能校正卫星M到较低的轨道运行,故A正确;
B.让M降低到N所在轨道上,补充能源后再开启卫星M上的小发动机,可使卫星M减速,速度减小,所需的向心力减小,卫星M做向心力运动,则卫星M会在更低的轨道运动,故B错误;
C.由于不知道M、N的质量,所以无法比较两者的动能,故C错误;
D.由
可得
可知
N的角速度比M的大,所以M、N和地球球心三者可能处在同一直线上,故D错误。
故选A。
6、A
【解析】
试题分析: A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动,对A和B整体根据牛顿第二定律有,然后隔离B,根据牛顿第二定律有:,大小不变;物体B做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左,摩擦力向左;故选A.
考点:本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法.
【名师点睛】1、整体法:整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法.在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力).
整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变体规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题.通常在分析外力对系统的作用时,用整体法.
2、隔离法:隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法.在力学中,就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力.
隔离法的优点:容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于初学者使用.在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、AC
【解析】
A.平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,初速度越大,则在空中运动的水平位移越大,末位置离点越远,则位移越大,故A正确;
B.平抛运动的时间由高度决定,与水平初速度无关,初速度大时,与半圆接触时下落的距离不一定比速度小时下落的距离大,所以时间不一定长,故B错误;
C.平抛运动只有重力做功,根据动能定理可知,重力做功越多,动能变化越大,则小球落到点时,重力做功最多,动能变化最大,则运动时间为:
水平初速度为:
故C正确;
D.根据动能定理可知,末动能为:
当小球下落的距离最大,但是初速度不是最大,所以末动能不是最大,故D错误;
故选AC。
8、CD
【解析】
如图所示,电势差之比有
由几何关系得
。
匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。则
则连线MP为等势线。所以PQ是一条电场线,电场强度方向由Q向N。
由几何关系得
则电场强度大小为
故选CD。
9、BCD
【解析】
A.光线从空气进入玻璃中时,由光疏射向光密介质,不可能会发生全反射现象,选项A错误;
B.根据当i=90°时r=45°,可知无论入射角i为多大,折射角r都不会超过45°,选项B正确;
C.当反射光线与折射光线恰好相互垂直时,则
解得
选项C正确;
D.光从空气射入玻璃,由光疏射向光密介质,速度减小,选项D正确;
E.若将入射光换成紫光,则由于紫光的折射率大于红光,则在同样入射角i的情况下,折射角r将变小,选项E错误。
故选BCD。
10、BC
【解析】
对金属棒受力分析,根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出表达式,分情况讨论加速度的变化情况,分三种情况讨论:匀加速运动,加速度减小的加速,加速度增加的加速,再结合图象具体分析.
【详解】
设金属棒在某一时刻速度为v,由题意可知,感应电动势,环路电流,
即;
安培力,方向水平向左,即
,
;
R两端电压
,
即;
感应电流功率
,
即.
分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿第二定律可得:
,
即加速度,因为金属棒从静止出发,所以,且,即,加速度方向水平向右.
(1)若,,即,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有,说明,也即是,,所以在此情况下没有选项符合.
(2)若,随v增大而增大,即a随v增大而增大,说明金属棒做加速度增大的加速运动,速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合;
(3)若,随v增大而减小,即a随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C选项符合.
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、小车释放时距打点计时器过远;细线没有放在滑轮上;细线没有与木板平行 B BC ABD 11.00 0.60(0.59〜0.63均可) 1.35(1.30〜1.40均可)
【解析】
(1)[1]小车释放时距打点计时器过远、细线没有放在滑轮上、细线没有与木板平行均为错误操作;
(2)[2]图甲中是电火花计时器,电源应用交流电压220V,故选B;
(3)[3]题图甲中已经有了电火花计时器,故不再需要电磁打点计时器,故A错误;实验中需要测量小车质量及纸带点间距离,故要用到天平和刻度尺,故BC正确;题图甲中已经有钩码,不需要质量较大的砝码,故D错误,故选BC;
(4)[4]本装置不能做平拋运动实验,其他均可,故选ABD;
(5)[5][6][7]刻度尺分度值为1mm,故读数为11.00cm;
选C点前后点数据可得瞬时速度
前面的点抖动明显存在误差,选择后面的点计算
12、黑 1 A1 R1 R4 1200
【解析】
(1)[1]从多用电表的表头共用特征来看,黑表笔和欧姆档内部电源的正极相连,确定A表笔为黑表笔;
[2]测电阻时,需要内接电源,要将转换开关接到1位置;
(2)[3]由于改装后的欧姆表的内阻为300Ω(即中值电阻),且电源电动势为3.0V,所以最大电流为:
所以电流表选A1;
[4]改装成欧姆表时,接入一个调零电阻,由题意知欧姆表的内阻为300Ω,当接入滑动器要满偏,则:
故滑动变阻器选R1;
[5]当改装为量程为0~4V的电压表时,应串联一个阻值为:
故定值电阻选R4;
(3)[6]若电阻值指在处,即此时电流为:
所以待测电阻:
。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)4m/s(2)1.67m/s2(3)3.42J
【解析】
(1)杆M进入磁场时,根据平衡条件
2mgsinθ=I1LB
电路中总电阻
R1=+r=0.8Ω
由闭合电路欧姆定律I1=,由法拉第电磁感应定律E1=BLv1,由以上各式可得
v1=4m/s
(2)杆N进入磁场时杆的速度为v1=4m/s,此时电路中总电阻
R2=+R=0.6Ω
根据牛顿第二定律
2mgsinθ-I2LB=2ma
I2=
解得
a=-m/s2≈-1.67m/s2
杆N进入磁场时杆的加速度大小为1.67m/s2。
(3)从杆M进入磁场到杆N进入磁场的过程中,电阻R上的电流
IR=I1=A
此过程产生的热量Q1=Rt,t=
解得
Q1=J
杆M出磁场时,根据平衡条件
2mgsinθ=I2LB
I2=
E2=BLv2
解得
v2=3m/s
从杆N进入磁场到杆M出磁场时,系统减少的机械能转化为焦耳热
ΔE=2mg(L-l)sin θ+×2mv-×2mv=6 J
此过程电阻R上产生的热量Q2=3J,全过程电阻R上已产生的热量
Q1+Q2≈3.42J
14、 (1)30°;(2)60°
【解析】
(1)根据
解得
(2)由于临界角为30°,且,可知圆弧最左侧M点是一个临界点如图
即满足
解得
所以光线在点发生全反射;当光线射向另一个临界点N时,由正弦定理
可得
所以
综上所述,入射点在圆弧MN之间时入射角大于临界角C,会发生全反射,光线无法射出,故圆弧上光线无法射出部分即圆弧MN对应的圆心角
15、 (1);(2)
【解析】
(1)当滑动变阻器调到时,两极板间电压为
设粒子加速电压为,则有
由动能定理可得
解得
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,与AB相切,设轨道半径为r,由几何关系得
由牛顿第二定律可知
设两极板间电压为,由动能定理得
解得
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